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FreeRTOS在工业控制中的应用实战

共计 30 章节
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01
课程导入
学习目标 · 课程结构 · 工业控制中实时操作系统的价值与选型依…
课程导入学习目标
02
FreeRTOS基础概念
任务 · 调度器 · 状态机
FreeRTOS基础概念
03
开发环境搭建
STM32/ARM Cortex-M… · IDE（Keil/IAR/STM32… · 调试工具与仿真器配置
开发环境搭建STM32/ARM
04
任务创建与管理
xTaskCreate · 任务参数 · 任务句柄
任务创建管理
05
任务调度机制
抢占式调度 · 时间片调度 · 协作式调度
任务调度机制抢占式调度
06
队列通信
队列创建 · 发送接收 · 阻塞超时
队列通信队列创建
07
信号量机制
二值信号量 · 计数信号量 · 互斥量
信号量机制二值信号量
08
事件组与任务通知
事件标志组 · 任务通知的高效通信方式及与队列/信号…
事件组任务通知
09
软件定时器
定时器创建 · 回调函数 · 周期/单次模式
软件定时器定时器创建
10
中断管理
中断优先级配置 · 延迟中断处理（Deferred In… · 从ISR安全调用FreeRTOS A…
断管理断优先级配置
11
内存管理
heap_1~heap_5方案 · 内存碎片 · 静态内存分配与工业长期运行可靠性
内存管理heap
12
低功耗与Tickless模式
Tickless机制 · 低功耗定时器 · 在电池供电工业设备中的应用
Tickless低功耗
13
多任务设计模式
生产者-消费者 · 主从结构 · 状态机任务
多任务设计模式生产者
14
工业通信协议集成
UART/CAN/Modbus/RS… · 实现实时数据采集与命令响应
工业通信协议集成UART/CAN/Mod…
15
实时性分析
任务响应时间 · 中断延迟 · 调度延迟的测量与优化方法
实时性分析任务响应时间
16
资源互斥与死锁
互斥量使用 · 优先级继承 · 死锁检测与避免策略
资源互斥死锁
17
任务栈管理
栈大小估算 · 栈溢出检测 · MPU保护与常见栈问题排查
任务栈管理栈大小估算
18
调试与性能分析
FreeRTOS内核调试 · Tracealyzer/System… · 任务状态监控与性能瓶颈定位
调试性能分析
19
案例实战一
基于FreeRTOS的工业数据采集系… · 多任务 · 队列传输）
案例实战一FreeRTOS
20
案例实战二
电机控制中的多任务协同（PWM控制 · 编码器反馈 · 通信任务）
案例实战二PWM
21
案例实战三
PLC模拟器或逻辑控制器（状态机任务 · 输入扫描 · 输出刷新）
案例实战三PLC
22
案例实战四
工业网关（多协议转换 · TCP/IP · MQTT与FreeRTOS+lwIP…
案例实战四工业网关
23
可靠性设计
错误处理 · 故障恢复 · 任务看门狗
可靠性设计错误处理
24
安全与认证
IEC 61508/ISO 2626… · 安全完整性等级（SIL）与FreeR…
安全认证
25
FreeRTOS+生态
FreeRTOS+FAT · FreeRTOS+TCP · FreeRTOS+CLI等组件在工业…
FreeRTOS+生态
26
多核与AMP/SMP
多核FreeRTOS · 任务分配 · 核间通信在高端工业控制器中的应用
AMP/SMP多核
27
常见问题与陷阱
优先级反转 · 中断阻塞 · 任务饥饿
常见问题陷阱
28
性能优化
任务切换开销 · 临界区优化 · 缓存一致性
性能优化任务切换开销
29
综合项目实战
设计一个完整的工业控制节点（采集 · 控制 · 通信
综合项目实战设计一个完整的工…
30
课程总结与进阶路径
知识体系回顾 · 项目复盘 · 学习资源
课程总结进阶路径